[發明專利]用于硝基苯催化加氫合成對氨基苯酚的催化劑及其制備和應用方法

有效

• 申請號: 200710151000.1
• 申請日: 2007-12-12
• 公開（公告）號: CN101176852A
• 公開（公告）日: 2008-05-14
• 發明（設計）人: 王延吉;崔詠梅;趙新強
• 申請（專利權）人: 河北工業大學
• 主分類號: B01J31/02
• 分類號: B01J31/02;B01J23/42;C07C215/76;C07C213/00
• 代理公司: 天津佳盟知識產權代理有限公司
• 代理人: 廖曉榮

1.用于硝基苯催化加氫合成對氨基苯酚的催化劑，其特征在于：它是擔載型雙功能型催化劑，其組成包括活性組分之一的室溫離子液體N，N，N-三甲基-N-磺丁基-硫酸氫銨、活性組分之二的活性金屬Pt和載體硅膠，其中室溫離子液體N，N，N-三甲基-N-磺丁基-硫酸氫銨的擔載量為5～50％，活性金屬Pt的擔載量為0.01～1.5％，擔載量是指室溫離子液體N，N，N-三甲基-N-磺丁基-硫酸氫銨和活性金屬Pt在擔載型雙功能型催化劑整體中的重量百分比含量，上述室溫離子液體N，N，N-三甲基-N-磺丁基-硫酸氫銨的制備方法是：取摩爾比為三甲胺∶1，4-丁烷磺內酯＝1∶1.1的三甲胺水溶液和1，4-丁烷磺內酯置于三口燒瓶中，于室溫～60℃條件下反應8～48小時后，將反應液取出，進行減壓蒸餾除水，得到白色的兩性離子固體，將該兩性離子固體用無水乙醇、甲苯和無水乙醚依次洗滌，然后在80℃下真空干燥至恒重，得到兩性離子N，N，N-三甲基-N-磺丁基銨；取由此制得的兩性離子N，N，N-三甲基-N-磺丁基銨放入一個四口燒瓶中，在保持溫度小于10℃的條件下緩慢滴加濃硫酸，兩性離子N，N，N-三甲基-N-磺丁基銨與濃硫酸的摩爾比為1∶0.96～1.04，然后升溫至70℃，反應6小時，即得到目標產物室溫離子液體N，N，N-三甲基-N-磺丁基-硫酸氫銨，上述三甲胺水溶液中三甲胺的重量含量≥33％。

2.根據權利要求1所述用于硝基苯催化加氫合成對氨基苯酚的催化劑，其特征在于：室溫離子液體N，N，N-三甲基-N-磺丁基-硫酸氫銨的擔載量10～30％，活性金屬Pt的擔載量0.05～1.2％。

3.權利要求1所述用于硝基苯催化加氫合成對氨基苯酚的催化劑的制備方法，其特征在于：選用下面方法中的任意一種：

方法I，其步驟如下：

第一步，取摩爾比為三甲胺∶1，4-丁烷磺內酯＝1∶1.1的三甲胺水溶液和1，4-丁烷磺內酯置于三口燒瓶中，于室溫～60℃條件下反應8～48小時后，將反應液取出，進行減壓蒸餾除水，得到白色的兩性離子固體，將該兩性離子固體用無水乙醇、甲苯和無水乙醚依次洗滌，然后在80℃下真空干燥至恒重，得到兩性離子N，N，N-三甲基-N-磺丁基銨；取由此制得的兩性離子N，N，N-三甲基-N-磺丁基銨放入一個四口燒瓶中，在保持溫度小于10℃的條件下緩慢滴加濃硫酸，兩性離子N，N，N-三甲基-N-磺丁基銨與濃硫酸的摩爾比為1∶0.96～1.04，然后升溫至70℃，反應6小時，即得到產物室溫離子液體N，N，N-三甲基-N-磺丁基-硫酸氫銨，上述三甲胺水溶液中三甲胺的重量含量≥33％；

第二步，稱取所需量的正硅酸乙酯置于反應器中，加入無水乙醇和去離子水，其中，體積比為正硅酸乙酯∶無水乙醇∶去離子水＝1∶0.2～4∶0.4～3，在30～90℃水浴內攪拌均勻；

第三步，按照如下重量比：由第一步制得的室溫離子液體N，N，N-三甲基-N-磺丁基-硫酸氫銨∶鉑∶正硅酸乙酯＝0.015～0.3∶0.00003～0.009∶1，將室溫離子液體N，N，N-三甲基-N-磺丁基-硫酸氫銨和氯鉑酸加入到第二步的反應器中，進行攪拌，直至形成凝膠，然后在室溫～100℃老化10～24小時；

第四步，將第三步所制得的物質于30～100℃真空干燥0.5～24小時；

第五步，將第四步干燥后的物質采用氮氣氣氛或空氣氣氛于馬弗爐中120～250℃焙燒1～5小時；

第六步，將第五步所制得的物質置于管式反應器中，采用體積比為N₂∶H₂＝10～100∶0.5～10的N₂和H₂的混合氣作為還原氣，于120～250℃下還原1～10小時，然后在氮氣的保護下降溫，從管式反應器中取出產物，即制得用于硝基苯催化加氫合成對氨基苯酚的催化劑產品；

方法II，其步驟如下：

第一步，同方法I第一步；

第二步，同方法I第二步；

第三步，按照如下重量比：由第一步制得的室溫離子液體N，N，N-三甲基-N-磺丁基-硫酸氫銨∶正硅酸乙酯＝0.015～0.3∶1，將室溫離子液體N，N，N-三甲基-N-磺丁基-硫酸氫銨加入到第二步的反應器中進行攪拌，再加入體積比為正硅酸乙酯∶濃鹽酸＝1∶0.02～0.3的濃鹽酸進行反應，直至形成凝膠，然后在室溫～100℃老化10～24小時；

第四步，將第三步制得的物質于120～180℃真空干燥0.5～10小時，制得催化劑前體；

第五步，采用等體積浸漬法，按照重量比金屬鉑∶正硅酸乙酯＝0.00003～0.009∶1的比例稱取氯鉑酸，溶于去離子水或重量百分比濃度為20～50％的乙醇水溶液中形成浸漬液，將第四步制得的催化劑前體作為載體置于該浸漬液中，浸漬5～30小時；

第六步，將第五步浸漬好的物質于40～120℃真空干燥5～24小時；

第七步，將第六步干燥后的物質采用氮氣氣氛或空氣氣氛于馬弗爐中120～250℃焙燒1～5小時；

第八步，將第七步制得的物質置于管式反應器中，采用體積比為N₂∶H₂＝10～100∶0.5～10的N₂和H₂的混合氣作為還原氣，于120～250℃下還原1～10小時，然后在氮氣的保護下降溫，從管式反應器中取出產物，即制得用于硝基苯催化加氫合成對氨基苯酚的催化劑產品。